芻議公路隧道水壓爆破技術在光面爆破中的應用

謝后客

廣東省長大公路工程有限公司

芻議公路隧道水壓爆破技術在光面爆破中的應用

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本文主要通過實際工程案例對公路隧道掘進施工中采用水壓光面爆破施工技術進行分析，以供相關施工人員參考。

公路隧道；水壓光面爆破；應用

前言

隨著公路交通隧道的工程規模越來越大，為加快工程建設，提高施工效率，必須迅速提高隧道爆破開挖施工技術水平，推進公路隧道施工技術的進步。

1　工程概況

青山隧道位于廣東省韶關市仁化縣，進口位于黃坑鎮火星村，出口位于周田鎮臺灘村委會八更生村，隧道進出口設計為小凈距式、洞身為分離式雙向六車道隧道，建筑限界14.75*5.0m。隧道左線起訖樁號ZK243+357～ZK246+000，長2643m；右線起訖樁號YK243+352～YK245+987，長2635m，屬于長隧道。施工過程采用光電照明，射流風機通風。為降低爆破過程中對圍巖擾動，降低由爆破揚起的粉塵對人體傷害，該隧道施工中采用了水壓光面爆破技術。

2　水壓爆破施工原理

炸藥在爆炸時產生的沖擊波，在水中的衰減速度要遠遠小于在空氣中衰減的速度，極大的減少了炸藥能量的消耗，提高了炮眼利用率。炮眼中的水袋在爆炸的作用下，會產生“水楔”效應，有利于圍巖的進一步破碎，減少爆破產生的大塊率。水袋在爆炸的作用下會產生霧化作用，可以吸收粉塵，降低爆破后的粉塵濃度，減少了爆后對環境的污染。由于采用了炮泥加水袋堵塞，避免了炸藥能量的外泄，炸藥能量充分利用在爆破巖石上，使得爆破效率提高，減少了炸藥的消耗，提高了隧道開挖的經濟效益。

3　水壓光面爆破技術的具體施工

3.1鉆爆設計

水壓爆破炮眼的布置形式、炮眼數量、深度、起爆順序、時間間隔等爆破設計與常規爆破設計基本相同，不同的是在每個炮眼中增加了水袋和炮泥，裝藥量和裝藥結構有所不同。

3.2主要設備

同常規爆破相比，水壓包爆破主要增加水袋，炮泥制作設備主要包括1臺KPS-60水帶機和一臺PNJ-A炮泥機。

3.3施工工藝流程

3.3.1炮泥制作

炮泥采用PNJ-A 型炮泥機制作而成，機器外形尺寸150×45 ×53（cm），結構簡單，操作方便，2人每小時可制作炮泥400～500個。炮泥制作就地取材，成本低廉，通過調整配合比，保證炮泥有一定的強度，同時方便炮泥填塞過程中易于搗碎，便于孔口封堵密實。

經多次試驗，炮泥以黏土為主，配合比為黏土∶細砂∶水= 100∶ 6∶ 15。

配料采用磅秤稱重，混合料按照配合比人工拌勻，軟化1～2h后，裝入炮泥機的進料倉，開動電鈕開始生產，將其制作成直徑32mm，長20～30cm的炮泥節裝箱。制作好的炮泥放置時間不要太長，最好在使用前1～2h制作好，若放置時間較長采用塑料模覆蓋。

3.3.2水袋制作

水袋是由KPS-60 型水袋自動封裝機生產而成，其工作原理：采用高壓泵灌裝，自動熱合封口。水袋機的外形尺寸97cm× 36cm×100cm，整機功率0.68kW，電源為220V，1h可以生產500～600個水袋。具體操作： 接頭電源啟動機器、預熱封口機待溫度上升后試封2～3 次，達到密封效果后進行正常生產。該封裝機每次制作水袋3 個直徑32 mm，長200 mm 的水袋，充滿后自動封口，而后將成品水袋裝箱。

3.3.3臺車就位

上循環施工完成后，首先將開挖臺車就位，而后人工清理松動危石，保證施工過程安全。

3.3.4測量布眼及鉆孔

用全站儀在掌子面上準確定出開挖輪廓線，周邊眼及掏槽眼位置，利用輪廓線確定輔助眼位置，炮眼布置見圖1。鉆孔分區定崗，嚴格按孔位進行施鉆。

圖1　炮眼布置

3.3.5安裝炸藥、水袋和炮泥

本工程中炸藥單耗0.62kg/m3；循環進尺3.7m；開挖斷面面積130m2。藥卷直徑32mm，炮眼孔徑40mm。裝藥量可按下面公式計算：

Q=KSL=0.62kg/m3×130m2×3.7m=298.22kg

式中Q——1次爆破的炸藥用量，kg；

K——單位耗藥量，kg/m3；

S——開挖斷面面積，m2；

L——循環進尺，m；

裝藥前采用PVC 管通孔，確認孔深滿足要求。而后采用木桿按水壓爆破裝藥結構裝藥。周邊眼采用導爆索連接，間隔裝藥； 輔助眼采用連續裝藥，裝藥結構采用反向起爆結構。裝藥自上而下，按設計裝藥量裝入，雷管“對號入座”，裝藥后炮孔用炮泥堵塞緊密。

3.3.6起爆網絡

起爆網絡采用簇連法，每個炮孔內裝1 發延期毫秒雷管，然后將毫秒管連成一把，用起爆器起爆。連接好網絡后，安全員將施工人員撤離到警戒線以，爆破員用起爆器在安全避炮點起爆。

3.3.7開挖質量檢查，優化鉆爆設計

炮響后，及時通風，安全員進入爆區檢查是否安全，技術員對爆破超欠挖、爆堆現狀的大小、炮孔痕跡保存率、飛石最大距離、實際進尺等情況進行記錄，并對爆破效果進行分析，動態調整爆破參數，不斷優化鉆爆設計。

4　安全措施

水壓爆破除執行常規爆破安全措施以外，針對水壓爆破特點，為確保安全，需增加如下安全措施：（1）防止設備漏電；（2）正確操作炮泥機；（3）嚴格控制炮泥回填堵塞長度；（4）裝填到炮眼中的水袋不能滲水或漏水。

5　結束語

總而言之，公路隧道光面爆破采用水壓爆破技術，大幅度的提高了爆破能量的利用率，降低了炸藥用量，提高了單個循環進尺，加快了工程進度，提高了經濟效益。

［1］吳宜翔.水壓光面爆破技術在隧道施工中的應用［J］. 科技傳播，2011，22：127-128.

［2］李拉普.水壓光面爆破在隧道掘進中的應用［J］. 鐵道建筑技術，2009，05：67-71.